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基于Petri网的FMS建模与调度研究
中文名称: 基于Petri网的FMS建模与调度研究
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论文编号: 3121779收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: The Research on Modeling and Scheduling of FMS Based on Petri Net
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 计算机应用技术
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 柔性制造系统 离散事件动态系统 Petri网 调度算法 启发式方法 人工智能 派遣规则 可达图
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文简介:柔性制造系统(FMS)的设计、实现过程是相当复杂的,它具有耗资大、风险大、技术密集的特点,所以需要在系统投入实施和运行之前,找到一种合适的方法对柔性制造系统进行清楚准确地建模并对其构成要素及整体静态/动态特性加以分析,这样可在设计之初发现并克服系统模型可能存在的致命错误,同时可以简化系统实时监控中的故障诊断和恢复工作。另一方面,调度和控制也是制造系统中的关键问题,在对FMS建模的基础上根据给定的一些调度和控制原则对生产的动态执行情况进行仿真,实时地输入与设备、规则有关信息,并对与系统性能有关的数据加以处理、评价,可以达到系统修正和寻优的目的。目前,由于Petri网不仅能描述资源的共享、冲突、互斥、并发和不确定性,而且能进行定量分析和定性分析,Petri网理论已成为柔性制造系统中建模与分析的主流技术之一。 本文主要研究基于Petri网的柔性制造系统的建模与调度方法,针对一些典型的具有NP难度的柔性制造系统调度问题,提出几种简单、有效、实用的基于Petri网的启发式算法。主要研究工作和取得的成果如下: (1)开发了一个FMS的Petri网建模与调度仿真的软件平台,该平台为FMS的调度研究提供了方便的测试运行环境。软件实现了Petri网的静态和动态特性,可以很方便地调入各种FMS的Petri网输入文件,也可自动生成大量满足指定条件的测试模型,另外通过调度函数的使用就可以在其中测试不同的调度算法,使得使用者的主要精力只需集中在所要解决的问题上。 (2)通过实验发现L1算法并不像其文献中所说的那样具有可容性,此问题在另一些文献中也被提到并作了修改,但改进算法在某些情况下仍然会抛弃掉最优路径上的一些节点,针对此问题,提出了一种采用改进的最优节点选择的方法,弥补了以前方法的不足。此外,为了提高算法的收敛速度,还提出了一种在保证结果最优的前提下采用快速收敛条件的启发式调度方法。 (3)提出了一种在FMS系统的Petri网模型中采用A·算法和深度优先算法(DF)相结合的混合搜索策略,并使用改进的最优节点选择规则来寻找系统的调度方案,此方法能加快算法的收敛速度的同时又能控制搜索结果的质量。 (4)提出了一种针对较大规模FMS系统进行调度的LPS算法,这是一种非可容性算法,采用了改进的子节点处理方法、与混合派遣规则相结合的启发函数以及移动窗口等概念,有效减小了算法在可达图中寻路时对节点的搜索范围,使得对于较大规模的FMS系统算法也能很快收敛。并且通过对一组FMS问题的测试表明,该方法结果要优于其它同类算法。
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